江西省吉安县第三中学人教版高中物理选修3-1：第一章 1.7 静电现象的应用 课件1 .ppt

1 7 静电现象的应用 第一章 静电场 一 静电平衡状态下导体的电场 情景 将一不带电的金属导体置于场强E0的匀强电 场中 E0将导体放进电场E0中 导体中的自由电子在电场E0作用下 发生定向移动 于是导体两端将出现等量异种电荷 感应电荷在导体内部形成电场E 方 向相反 E 随着感应电荷的增加E 增大 导体内 部的合场强E在逐渐减小 E E0 E 当E E0 E 0时 导体内部的合电场 E为0 不再发生电荷的定向移动 导 体达到一种平衡状态 这种状态叫做 静电平衡状态 注意区分清楚三个电场 E0 外电场 E 感应电荷电场 E 导体内部合场强 E E0 E 0 静电平衡的必要条件 1 处于静电平衡状态下的导体 内部的场强 处处为零 2 处于静电平衡状态的整个导体是个等势 体 它的表面是个等势面 地球是一个极大的导体 可以认为处于静电平衡 状态 所以它是一个等势体 这是我们可以选大 地做零电势体的一个原因 静电平衡状态下导体的两种类型 1 电场中导体的静电平衡 2 带电体的静电平衡 静电平衡状态下导体的特点 2 导体内部的场强处处为零 必要条件 3 电荷只能分布在导体的外表面 感应电荷分布在导体的两 端 近端和远端 净电荷分布在导体外表面 5 导体表面上任何一点场强方向与该点表面垂直 4 电场线在导体内部中断 1 导体内部没有电荷定向移动 结论 带电导体在稳定时 其电荷均分布在外表面 法 拉 第 圆 筒 实 验 二二 静电平衡时导体上电荷的分布静电平衡时导体上电荷的分布 导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直 导体尖端的电 荷密度很大 附近的电场特 别强 它会导 致一个重要的 后果 就是尖 端放电 尖端放电现象 应用 避雷针 知道小鸟和人为何安然无恙了吗 处于静电平衡状态的导体 内部场强处处为零 将导体挖空 变成一个导体壳 壳内场强仍处处为零 所以导体壳或金属网罩能使其内部区域不受外部电 场的影响 空腔导体或金属网罩可以把外部电场遮住 使其 内部不受外电场的影响 这种现象叫静电屏蔽 静电屏蔽的应用 静电屏蔽的应用 例题1 如图所示 长为 L的导体棒原来不带电 现将 一带电量为Q的正点电荷放在距棒左端R处 当达到静 电平衡后 棒上的感应电荷在棒内中点处产生的电场 如何 答案 方向 由O Q 例题2 如图所示在真空中把一绝缘导体AB向带负电的 小球P缓慢的靠近时 下列说法正确的是 A B端的感应电荷越来越多 B 导体内部场强越来越大 C 导体的感应电荷在M点产生的场强大于在N点产生 的的场强 D 导体的感应电荷在M N两点产生的的场强相等 M BA N P AC 两位英国科学家下个 月将在伦敦进行一次危险 的电力学表演 根据表演 计划 其中一名科学家将 把另一位科学家关进一个 铁笼子里 然后用数百万 伏特的电流对其进行电击 鉴于表演的危险性 两 名科学家事先都买好了价 值1200万英镑的保险 英科学家将表演 特技 触摸百万伏高压电 静电现象的应用 一 静电平衡状 态下导体的电场 1 静电平衡状态 电场中的导体 内部自由电子不再定向移动 2 静电平衡状态的特征 内部的场强处处为零 整个导体是个等势体 它的表面是个等势面 二 导体上电荷 的分布 导体内部没有电荷 电荷只分布在导体的外表面 在导体表面 越尖锐的地方 电荷密度 单位面积上 的电荷量 越大 凹陷的位置几乎没有电荷 三 静电屏蔽 空腔导体屏蔽外部电场使其不影响内部 空腔导体屏蔽内部电场使其不影响外部 接地 课堂小结